一种曲面舱壁的设计方法及曲面舱壁与流程

1.本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种曲面舱壁的设计方法及曲面舱壁。


背景技术：

2.船舶设计过程中，通常为追求较大内部空间或者外形美观以及设计艺术性，会倾向于布置一些曲型舱壁，该类舱壁通常出现在上建外围或者舱室内部，因此舱壁上通常会因使用要求布置数量较多安装孔，用于安装窗或者如通风格栅等通风装置。但是现有曲型舱壁在开安装孔时，面临如下问题，当开安装孔较多时，因曲型舱壁形状不规则，导致每一个安装孔的形状基本都不一样，进而导致装设于安装孔内的窗或者通风格栅形状也会各不相同，基本上有几扇窗就会有几种形状。现有的曲面舱壁不能开设相同安装孔，另一方面会导致窗或者通风格栅的制作周期和制作成本显著加大，原因是形状各异，无法用一套图纸和模具生产。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供曲面舱壁的设计方法。
4.本发明提供一种曲面舱壁的设计方法，其包括如下步骤：
5.根据需求形成待开孔舱壁模型，所述待开孔舱壁模型由四边形abcd绕旋转轴oo1旋转α角度至a1b1c1d1形成，其中ab∥cd，ab＝cd，且ab和cd分别与oo1垂直，ac较bd靠近oo1，且a到oo1的距离与c到oo1的距离不相等；
6.根据开孔需求，将所述待开孔舱壁模型每隔(α/n)角度等分为n份待开孔区域，所述待开孔区域开设有贯穿所述待开孔舱壁模型内外表面的形状及大小均相同的安装孔，所述安装孔与所述待开孔区域为相似图形，每个所述待开孔区域开设一个所述安装孔，每个所述安装孔的上表面均在同一平面上，每个所述安装孔的下表面均在同一平面上，每个所述安装孔的上表面和下表面分别与aba1b1平面平行；
7.目标舱壁由所述待开孔舱壁模型开设所述安装孔形成，其中ab的长度为所述目标舱壁的厚度，平面abcd和平面a1b1c1d1分别为目标舱壁的左端端面和右端端面，所述四边形aba1b1和四边形cdc1d1分别为目标舱壁的下端端面和上端端面，曲面aca1c1和曲面bdb1d1分别为所述目标舱壁的内壁曲面和外壁曲面。
8.优选地，所述安装孔的横截面和所述待开孔区域的横截面均为梯形，所述安装孔的中心位于所述待开孔区域的中心，所述待开孔区域还形成加强安装框，所述加强安装框位于所述安装孔的外周。
9.优选地，在根据需求形成待开孔舱壁模型时，通过舱壁的上边线、下边线、左边线和右边线形成待开孔舱壁模型；
10.在根据开孔需求时，根据开孔总面积和所述强安装端总面积，将所述待开孔舱壁模型每隔(α/n)角度等分为n份待开孔区域。
11.优选地，根据需求形成多个待开孔舱壁模型，根据开孔需求，将每个所述待开孔舱
壁模型每隔(α/n)角度等分为n份待开孔区域，所述目标舱壁由多个所述待开孔舱壁模型组合形成。
12.优选地，a到oo1的距离大于c到oo1的距离。
13.本技术另一方面提供一种曲面舱壁，所述曲面舱壁包括上述曲面舱壁的设计方法形成的目标舱壁，所述目标舱壁开设有安装孔。
14.优选地，所述曲面舱壁还包括在目标舱壁上形成的加强安装框和与所述加强安装框连接的加强筋，所述加强安装框位于所述安装孔的外周，所述安装孔用于安装窗户和通风装置，所述加强筋远离所述加强安装框的一端与船体连接，所述加强筋用于支撑所述曲面舱壁。
15.本发明提供的曲面舱壁的设计方法和曲面舱壁，由于本技术的曲面船壁属于圆锥体的一部分，具有圆锥曲面的特性，在目标舱壁可平分为多个待开孔区域，每个待开孔区域可开设一个安装孔，安装孔大小及形状相同，进而保证该舱壁上的窗或者通风格栅可以实现同一规格，从而大大降低窗或者通风格栅制作成本和周期；同时采用类似圆锥曲面可以具有与其复杂曲面的美观度。
附图说明
16.通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
17.图1为实施例提供的待开孔舱壁模型的结构示意图；
18.图2为实施例提供的待开孔舱壁模型的侧视图；
19.图3为实施例提供的待开孔舱壁模型的俯视图；
20.图4为实施例中目标舱壁的的侧视图；
21.图5为实施例中目标舱壁的的俯视图。
22.图中：待开孔舱壁模型100、目标舱壁200、安装孔201、加强安装框202。
具体实施方式
23.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。
24.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.本发明提供一种曲面舱壁的设计方法，其包括如下步骤：
27.根据需求形成待开孔舱壁模型100，待开孔舱壁模型100由四边形abcd绕旋转轴oo1旋转α角度至a1b1c1d1形成，其中ab∥cd，ab＝cd，且ab和cd分别与oo1垂直，ac较bd靠近oo1，且a到oo1的距离与c到oo1的距离不相等；根据开孔需求，将待开孔舱壁模型100每隔(α/
n)角度等分为n份待开孔区域，待开孔区域开设有贯穿待开孔舱壁模型100内外表面的形状及大小均相同的安装孔201，安装孔201与待开孔区域为相似图形，每个待开孔区域开设一个安装孔201，每个安装孔201的上表面均在同一平面上，每个安装孔201的下表面均在同一平面上，每个安装孔201的上表面和下表面分别与aba1b1平面平行；目标舱壁200由待开孔舱壁模型100开设安装孔201形成，其中ab的长度为目标舱壁200的厚度，平面abcd和平面a1b1c1d1分别为目标舱壁200的左端端面和右端端面，四边形aba1b1和四边形cdc1d1分别为目标舱壁200的下端端面和上端端面，曲面aca1c1和曲面bdb1d1分别为目标舱壁200的内壁曲面和外壁曲面。
28.在设计成目标舱壁200时，通过舱壁的上边线、下边线、左边线和右边线计算，形成待开孔舱壁模型100，然后根据开孔总面积(本技术所指的面积是位于曲面bdb1d1的面积)和强安装端总面积，将待开孔舱壁模型100每隔(α/n)角度等分为n份待开孔区域，例如通过计算所需的安装孔201总面积为500平方米和强安装端总面积100平方米，每个安装孔201的面积为50平方米，则将待开孔舱壁模型100分成10份，当α＝100
°
时，四边形abcd由初始位置开始，每转动10
°
待开孔舱壁模型100分隔出一个待开孔区域，最终将待开孔舱壁模型100分隔10份相同的待开孔区域。由于这10份待开孔区域形状大小相同，均属于圆锥体一部分，具有圆锥体的特性同时具有旋转体的特性。在待开孔区域在保证安装孔201开孔时上下两端的高度相同时，安装孔201左右两端按照abcd转动平面截取，当abcd转动平面截取时，转动的角度相同时，每个安装孔201的形状大小相同。
29.在优选实施例中，安装孔201的横截面和待开孔区域的横截面均为梯形，安装孔201的中心位于待开孔区域的中心，待开孔区域还形成加强安装框202，加强安装框202位于安装孔201的外周。安装孔201的中心位于待开孔区域的中心更易于生成加工，加强安装框202可加强安装在安装孔201的工件，强安装框进一步用于连接加强筋，加强并固定曲面舱壁
30.在优选实施例中，目标舱壁200由多个待开孔舱壁模型100组合形成，例如将两个待开孔舱壁模型100拼接在一起形成，请参考图1，目标舱壁200由两个相同的待开孔舱壁模型100拼接在一起形成，在拼接时，其中一个倒置，使其abcd平面与另一个a1b1c1d1连接形成；两个待开孔舱壁模型100上之间开设的安装孔201可以一样的，也可以不一样。进一步地，a到oo1的距离大于c到oo1的距离。
31.本技术另一方面提供一种曲面舱壁，曲面舱壁包括上述曲面舱壁的设计方法形成的目标舱壁200，目标舱壁200开设有安装孔201。进一步地，曲面舱壁还包括在目标舱壁200上形成的加强安装框202和与加强安装框202连接的加强筋，加强安装框202位于安装孔201的外周，安装孔201用于安装窗户和通风装置，加强筋远离加强安装框202的一端与船体连接，加强筋用于支撑曲面舱壁。
32.本发明提供的曲面舱壁的设计方法和曲面舱壁，由于本技术的曲面船壁属于圆锥体的一部分，具有圆锥曲面的特性，在目标舱壁可平分为多个待开孔区域，每个待开孔区域可开设一个安装孔，安装孔大小及形状相同，进而保证该舱壁上的窗或者通风格栅可以实现同一规格，从而大大降低窗或者通风格栅制作成本和周期；同时采用类似圆锥曲面可以具有与其复杂曲面的美观度，可避免像圆柱体那样的曲面美观度差和呆板。本发明的另一个优点是圆锥面是单曲面，相较于其他复杂曲面舱壁板来说其壁板板材加工和制作更简
单，并且壁板上的加强材是直的，不需要加工，因此舱壁的制作成本和周期也更低。
33.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。